Evaluation of cell disruption methods in yeast Yarrowia lipolytica QU21 and Meyerozyma guilliermondii BI281 for microbial oil extraction

O interesse por leveduras oleaginosas tem crescido muito nos últimos anos, principalmente pela possibilidade do potencial renovável do uso do óleo microbiano para diversas finalidades tais como a produção de biocombustíveis e a aplicação nas indústrias farmacêutica e alimentícia. Entretanto, as metodologias para lise celular e extração do óleo são consideradas etapas críticas e determinantes para a produção em escala industrial. Portanto, este projeto tem por objetivo avaliar diferentes metodologias para a lise celular para a extração de lipídeos das leveduras Yarrowia lipolytica QU21 e Meyerozyma guilliermondii BI281, selecionadas previamente. As duas cepas foram cultivadas em tanque biorreator de 5L em meio à base de glicose e sais inorgânicos, em 120 horas, agitação de 400 rpm e temperatura de 26 ºC. Após o cultivo a biomassa gerada foi submetida a três pré-tratamentos (úmida, seca, liofilizada) e três processos diferentes de extração de lipídeos (Turrax, Sonicador e Braun e bead milling). O tratamento que apresentou o maior percentual de óleo foi a extração com o Sonicador ultrassônico 20% na BI281 em biomassa seca, seguida do Turrax 16% na QU21 em biomassa liofilizada, e o valor de rendimento lipídico menos expressivo foi a extração com o homogenizador Braun e bead milling 4% na BI281 nos três pré-tratamentos (úmida, seca, liofilizada). The interest for oleaginous yeast has grown significantly in recent years, mainly due to the possibility of the renewable potential use of microbial oil for various purposes such as the production of biofuels and the applications in the pharmaceutical and food industries. However, the methodologies for cell lysis and lipids extraction are considered critical and determinant steps for industrial scale production. Therefore, this project aims to evaluate different methods for cell lysis for the oil extraction from Yarrowia lipolytica QU21 and Meyerozyma guilliermondii BI281, previously selected. The two strains were cultivated in a 5L bioreactor tank in glucose and inorganic salts medium for 120 hours, at 400 rpm and temperature of 26ºC. After the cultivation the biomass was submitted to three pre-treatments (wet, dry, lyophilized) and three different lipid extraction processes (Turrax, Sonicador and Braun and bead milling). The treatment with the highest percentage of ruptured cells was the extraction with ultrasonic sonicator 20% in BI281 in dry biomass, followed by Turrax 16% in QU21 in lyophilized biomass, and the least expressive lipid yield was the extraction with the Braun homogenizer and bead milling 4% BI281 in the three biomass pre-treatments (wet, dry, lyophilized).